离网光伏发电系统蓄电池容量配置

离网光伏发电系统的蓄电池容量应与光伏阵列功率适配，不宜过小或过大。

一、基本计算公式

电池容量的基本公式为：

蓄电池容量=负载日平均用电量x连续阴雨天数/最大放电深度

其中，负载日平均用电量的单位是A·h；最大放电深度是蓄电池最大放电量占蓄电池容量的百分比（根据百度百科理解）；根据实际经验，连续阴雨天数的取值处于3~7天之间，对于重要负载，连续阴雨天数的取值处于7~15天之间。

如果给定的负载日平均用电量的单位是W·h，需将W·h折算为A·h，折算关系为：

负载日平均用电量（A·h）=负载平均用电量（W·h）/系统工作电压

二、相关因素的考虑

（1）放电率对蓄电池容量的影响

蓄电池的容量随着放电率（根据百度百科：放电率是度量蓄电池放电快慢的放电参数，包括放电倍率和放电时率两种表示方式）的降低（或增加）而增加（或减小）。即大电流放电时，蓄电池的实际电量小于标称容量；小电流放电时，蓄电池的实际电量大于标称容量。

蓄电池生产厂家所提供的蓄电池额定容量是蓄电池在10h放电率下的容量。若蓄电池以低于10h的放电率放电（根据百度百科理解：蓄电池在10h完成放电的电池容量），则实际放电量高于蓄电池容量额定值，导致光伏系统成本增加（个人理解：因为实际放电量较高，破坏了光伏发电系统和负载的平衡，所以需增加使光伏发电系统和负载平衡的成本）。若蓄电池以高于10h的放电率放电，则实际放电量低于蓄电池容量额定值，导致光伏系统供电不足。因此，设计光伏发电系统时需对蓄电池额定容量修正。

对蓄电池额定容量修正需要详细的电池容量与放电率关系的资料，若无相关资料，可将慢放电率（放电率处于50~200h之间）的光伏发电系统蓄电池的容量作为修正值，一般该值在额定容量的基础上提高5%~20%（个人理解：根据“一、基本计算公式”中的内容，光伏发电系统的蓄电池需能够放电3~15天，因此蓄电池可能更多时间处于慢放电状态）。

光伏系统的平均放电率（个人理解：平均放电率是光伏系统需要蓄电池放电的时间）计算公式为：

平均放电率（h）=负载工作时间×连续阴雨天数/最大放电深度

对于需向多路不同负载供电的光伏发电系统，平均负载工作时间的计算方法为：

负载工作时间=∑负载工作功率x负载工作时间/∑负载工作功率

（2）环境温度对蓄电池容量的影响

蓄电池易受到外界温度的影响，蓄电池工作的理想温度为25°C。一般，0℃时，蓄电池容量的修正系数（个人理解：蓄电池的实际容量=蓄电池的额定容量×修正系数）处于0.95~0.9之间，-10℃时，蓄电池容量的修正系数处于0.9~0.8之间，-20℃时，蓄电池容量的修正系数处于0.8~0.7之间。

图片来源：中国慕课大学《光伏发电工程技术》  

当环境温度在-10°C以下时，浅循环型蓄电池的最大放电深度可由常温的50%调整为35%~40%，深循环型蓄电池的最大放电深度可由常温的75%调整为60%。这样即可以提高蓄电池的使用寿命，减少蓄电池系统的维护费用，同时减少蓄电池系统成本成本的增加。  



图片来源：中国慕课大学《光伏发电工程技术》  

（3）实用蓄电池容量的计算  

经过以上修正，蓄电池容量的计算公式为：  

蓄电池容量=负载日平均用电量（A·h）x连续阴雨天数×放电率修正系数/(最大放电深度×温度修正系数)  

个人理解：根据“二、相关因素的考虑”中的内容，放电率修正系数参考相关资料，若无相关资料，则放电率修正系数的取值可处于1.05~1.2之间。  

（4）电池串并联数  

蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压  

蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量  

在实际应用当中，应尽量减少并联数，即尽量选择大容量的蓄电池。多数光伏系统采用的是两组并联模式。    

审核编辑：刘清